Онлайн
Около полувека ученые ломали головы над информационным парадоксом черных дыр. Под его влиянием некоторые из них даже усомнились в фундаментальных законах физики. Теперь команда исследователей из Великобритании нашла решение знаменитой проблемы, показав, что у черных дыр имеются «квантовые волосы». Если их теория верна, она может оказаться прорывом в теоретической физике.
Команда профессора Ксавье Калмета из Университета Сассекса работала над математическими вычислениями, лежащими в основе этой проблемы, в течение десяти лет, но наиболее значительного прогресса добилась за последний год.
«В научном сообществе считается, что разрешение этого парадокса требует смены парадигмы в физике и с необходимостью приведет к потенциальному переформулированию либо квантовой механики, либо общей теории относительности, — сказал Калмет. — Мы обнаружили, что это не обязательно так».
Парадокс Хокинга можно свести к следующему: законы квантовой физики утверждают, что информация сохраняется. Черные дыры вроде как нарушают этот закон, поскольку как только объект попадает внутрь дыры, он исчезает вместе со всей информацией. Около 50 лет назад Стивен Хокинг обнаружил эту нестыковку.
Было предложено много вариантов решения этого парадокса, от теории «брандмауэра», в которой вся информация сгорает прежде, чем попадает в черную дыру, до теории «пушистого шара», гласящей, что у черных дыр нет четких границ. Но большинство этих предположений требовали изменений законов квантовой механики или теории гравитации Эйнштейна, двух столпов современной физики.
В отличие от них, теория квантового волоса объединяет ОТО с квантовой механикой при помощи новых математических выражений. Ее название отсылает к гипотезе классической физики, что черные дыры можно рассматривать как на удивление простой объект, определяемый только массой и скоростью вращения. Эта теория лишенной свойств черной дыры была названа в 1970-х теоремой об отсутствии волос, рассказывает Guardian.
Калмет и его коллеги полагают, что черная дыра сложнее — или волосатее. Когда материя исчезает в черной дыре, она оставляет после себя слабый отпечаток в гравитационном поле, так называемый «квантовый волос». С помощью этого механизма информация в черной дыре сохраняется. Согласно этой теории, две черные дыры равной массы и радиуса, но с разным наполнением будут иметь едва заметные отличия в гравитационных полях.
«Наше решение не требует никаких спекулятивных идей. Напротив, наше исследование показывает, что эти две теории можно использовать для выполнения непротиворечивых вычислений черных дыр, и чтобы объяснить, как сохраняется информация, без необходимости введения радикально новой физики», — объяснил Калмет.
Проверить эту гипотезу путем астрономических наблюдений не представляется возможным — гравитационные флуктуации слишком малы, чтобы их можно было измерить. Но физики-теоретики готовы тщательно изучить исследование британских коллег.
Источник – hightech.plus.
